CN201306409Y - 单缸柴油机偏心齿轮(椭圆齿轮)平衡机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及内燃机领域，具体涉及一种单缸柴油机偏心齿轮(椭圆齿轮)平衡机构。所说的偏心齿轮平衡机构它括机体、曲轴、上下平衡轴、起动齿轮、偏心主、从动齿轮，齿侧间隙自动消除机构和第一、二惰齿轮。由于采用了齿侧间隙自动消除机构，降低了偏心齿轮的冲击噪声，提高了机构的可靠性，另外调速齿轮不再驱动上、下平衡轴，减缓了调速齿轮衬套的早期磨损，降低了齿轮噪声。采用本实用新型的柴油机的结构和工艺继承性好，提高转速后输出功率大，振动小，工作可靠，制造成本低，容易组织大批量生产，能满足更多用户的要求，其经济效益和社会效益好，有广阔的市场前景。

Description

单缸柴油机偏心齿轮(椭圆齿轮)平衡机构

技术领域

本实用新型涉及内燃机领域，主要用于气缸直径95～130系列的单缸柴油机，具体涉及一种单缸柴油机偏心齿轮(椭圆齿轮)平衡机构。

背景技术

目前，国内单缸农用柴油机正在不断向大缸径发展，缸径从95mm扩到130mm，冲程从115mm加大到120mm。为了降低成本，便于组织大批量生产单，仍采用S195柴油机的轮系。随着气缸直径不断增大，发动机的平衡性能越来越差，振动噪声急剧增大。另外随着原材料资源枯竭，价格不断飙升，提出了节能节材的要求，因此要求提高发动机的升功率，而提高发动机升功率最有效的方法是提高发动机转速，但发动机的平衡性能(振动力度)与发动机转速的平方成正比，因此提高转速必须首先改善发动机的平衡性能。

现有的平衡装置是双轴平衡机构，从理论上讲最多只能平衡一极往复惯性力，但对二级和二级以上的往复惯性力是无法平衡的，而这部分往复惯性力占总往复惯性力的22％～28％。

由于平衡性能与平衡块的质径(即平衡块的质量X平衡块的质量的质心半径)、平衡轴的旋转角速度的平方成正比。正常齿轮副的齿轮是以恒速运转，但偏心齿轮副(椭圆齿轮副)的齿轮是以变速运转，对偏心齿轮副只要选择合适的偏心量(对椭圆齿轮副只要选择合适的椭圆度)，仍然利用原有的双轴平衡机构，就可以平衡掉95％的往复惯性力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单缸柴油机偏心齿轮(椭圆齿轮)平衡机构，采用偏心齿轮机构(椭圆齿轮机构)，偏心齿轮齿侧间隙自动消除机构，惰齿轮支架结构，有效地改善了整机的平衡性能，能完全平衡的旋转惯性力和95％左右的往复惯性力。

本实用新型实现其发明目的的技术方案是：一种单缸柴油机偏心齿轮(椭圆齿轮)平衡机构，它包括机体、曲轴、上下平衡轴、起动齿轮、偏心主、从动齿轮，齿侧间隙自动消除机构和第一、二惰齿轮；是在曲轴1的轴头上安装有曲轴正时齿轮2和偏心主动齿轮3，偏心主动齿轮3与偏心从动齿轮6构成变速传动齿轮副；第一惰齿轮7与偏心从动齿轮6连为一体，第一惰齿轮7通过上传动齿轮链(起动齿轮8，上平衡轴齿轮9)变速驱动上平衡轴；同时第一惰齿轮7通过下传动齿轮链(起动齿轮8，第二惰齿轮10，下平衡轴齿轮11)变速驱动下平衡轴；齿侧间隙自动消除机构由偏心从动齿轮6、偏心从动副齿轮12、扭簧13组成，偏心从动副齿轮12空套在偏心从动齿轮6的凸台上，并与偏心从动齿轮6并排，在第一惰齿轮上安装一根扭簧13，扭簧13的一端固定在偏心从动齿轮6的凸台上，另一端卡在偏心从动副齿轮12上。

本实用新型的方案针对195～1130系列柴油机，具体的，一对偏心齿轮副(椭圆齿轮副)，齿轮偏心量在0.5~4mm范围内。三条齿轮传动系为，第一条由曲轴正时齿轮2—调速齿轮4—凸轮轴齿轮5；第二条由偏心主动齿轮3—偏心从动齿轮6(第一惰齿轮7)—起动齿轮8—上平衡轴齿轮9；第三条由偏心主动齿轮3—偏心从动齿轮6(第一惰齿轮7)—起动齿轮8—第二惰齿轮10—下平衡轴齿轮11。

由于采用了齿侧间隙自动消除机构，降低了偏心齿轮的冲击噪声，提高了机构的可靠性，另外调速齿轮不再驱动上、下平衡轴，减缓了调速齿轮衬套的早期磨损，降低了齿轮噪声。

本实用新型最大优点是采用上述方案后，柴油机的结构和工艺继承性好，提高转速后输出功率大，振动小，工作可靠，制造成本低，容易组织大批量生产，能满足更多用户的要求，其经济效益和社会效益好，有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型的轴侧图

1 曲轴                      2 曲轴正时齿轮

3 偏心主动齿轮              4 调速齿轮

5 凸轮轴齿轮                6 偏心从动齿轮

7 第一惰齿轮                8 起动齿轮

9 上平衡轴齿轮              10 第二惰齿轮

11 下平衡轴齿轮             12 偏心从动副齿轮

13 扭簧                     14 第一惰齿轮轴支架

15 滚柱轴承                 16 调速钢球

具体实施方式

现结合附图对结构进行详细描述：

如图1所示：本实用新型由改进的机体、曲轴、上下平衡轴、起动齿轮、偏心主、从动齿轮，齿侧间隙自动消除机构，第一、二惰齿轮组成。

在曲轴1的轴头上安装曲轴正时齿轮2和偏心主动齿轮3，曲轴正时齿轮1与样机相同，但只驱动调速齿轮4和凸轮轴齿轮5，确保柴油机的调速性能、配气性能和供油特性与原机相同，为了保证调速系统能满足柴油机转速提高的需求，将调速器的感应原件调速钢球16的回转半径减小，在高速时保证调速器的恢复力不至于过大。

偏心主动齿轮3与偏心从动齿轮6构成变速传动凸轮副(偏心主动齿轮3与偏心从动齿轮6齿数相同，偏心量相同)；第一惰齿轮7与偏心从动齿轮6连为一体，也以变速运转。第一惰齿轮7通过上传动齿轮链(起动齿轮8，上平衡轴齿轮9)变速驱动上平衡轴；同时第一惰齿轮7通过下传动齿轮链(起动齿轮8，第二惰齿轮10，下平衡轴齿轮11)变速驱动下平衡轴，第一惰齿轮7、上、下平衡轴齿轮的齿数相同，这就保证了上下平衡轴的运动规律相同，旋转方向相反。

采用椭圆变速齿轮副运转平稳，不存在附加的冲击载荷，但椭圆齿轮加工、检测困难，制造成本太高，因此当传动速比变化不大时可以采用偏心齿轮副，以降低制造成本，但其运转不平稳，两齿轮的啮合中心距不是常数，齿测间隙或大或小，造成附加的冲击载荷，是齿面快速磨损，齿轮噪声增大，因此设置了齿侧间隙自动消除机构。偏心从动副齿轮12与偏心从动齿轮6一样，但厚度只有5mm，偏心从动副齿轮12空套在偏心从动齿轮6的凸台上，并与偏心从动齿轮6并排，在第一惰齿轮上安装一根扭簧13，扭簧13的一端固定在偏心从动齿轮6的凸台上，另一端卡在偏心从动副齿轮12上，在扭簧力的作用下偏心从动副齿轮12与偏心从动齿轮6的齿面错位以很小的角度，从而自动消除了齿测间隙，偏心从动副齿轮12的齿面始终与偏心主动齿轮3的齿面接触，当偏心主动副齿轮3的齿面与偏心从动齿轮6的齿面因齿测间隙过大而产生冲击时，首先要克服扭簧力矩驱动偏心从动副齿轮12偏转一个微小角度，才能与偏心从动齿轮6的齿面结合，这样扭簧13与偏心从动副齿轮12起到缓冲器的作用，减小了冲击载荷和冲击噪声。

对于缸径大于105mm的单缸机，曲轴主轴颈采用滚柱轴承15，轴承外径130mm，第一惰齿轮7的轴在轴承位置上，因此要专门设置第一惰齿轮轴支架14安装在机体上；对于曲轴主轴颈采用滑动轴承，第一惰齿轮轴可以直接安装在机体上。

Claims (2)

1、一种单缸柴油机偏心齿轮平衡机构，其特征在于，它包括机体、曲轴、上下平衡轴、起动齿轮、偏心主、从动齿轮，齿侧间隙自动消除机构和第一、二惰齿轮；是在曲轴(1)的轴头上安装有曲轴正时齿轮(2)和偏心主动齿轮(3)，偏心主动齿轮(3)与偏心从动齿轮(6)构成变速传动齿轮副；第一惰齿轮(7)与偏心从动齿轮(6)连为一体，第一惰齿轮(7)通过起动齿轮(8)和上平衡轴齿轮(9)变速驱动上平衡轴；同时第一惰齿轮(7)通过起动齿轮(8)第二惰齿轮(10)，下平衡轴齿轮(11)变速驱动下平衡轴；齿侧间隙自动消除机构由偏心从动齿轮(6)、偏心从动副齿轮(12)、扭簧(13)组成，偏心从动副齿轮(12)空套在偏心从动齿轮(6)的凸台上，并与偏心从动齿轮(6)并排，在第一惰齿轮上安装一根扭簧(13)，扭簧(13)的一端固定在偏心从动齿轮(6)的凸台上，另一端卡在偏心从动副齿轮(12)上。

2、根据权利要求1所说的单缸柴油机偏心齿轮平衡机构，其特征在于，曲轴主轴颈采用滚柱轴承，轴承外径130mm，第一惰齿轮(7)的轴在轴承位置上，设置第一惰齿轮轴支架(14)安装在机体上。

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